DE102007031430B4

DE102007031430B4 - Method for operating a light grid and light grid

Info

Publication number: DE102007031430B4
Application number: DE102007031430.4A
Authority: DE
Inventors: Dieter Brodd; Dr. Schmitz Stephan; Martin Geiler
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2027-07-06
Also published as: DE102007031430A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters (10) mit Empfangseinheiten (14) und den Empfangseinheiten (14) zugeordneten Sendeeinheiten (12), umfassend die Schritte – Auswählen eines von mehreren bereitgestellten Codes, mit dem das Lichtgitter (10) betrieben wird – Ansteuern des Lichtgitters (10) mit dem Code, wobei der Code eine korrelierte Folge von Lichtpulsen angibt, die die Sendeeinheiten (12) als Lichtstrahl (22) abgeben, wenn sie von einer Steuer- und Auswerteelektronik (18) angesteuert werden, und wobei ein Ergebnis der Bildung einer Korrelationsfunktion zwischen dem in eine oder mehrere angesteuerte Empfangseinheiten (14) eingestrahlten Lichtsignal und dem Code zur Entscheidung, ob sich ein Gegenstand im Lichtgitter (10) befindet oder nicht, durch die Steuer- und Auswerteelektronik (18) herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswählen des Codes dadurch erfolgt, dass zum Auswählen des Codes automatisiert alle bereitgestellten Codes nacheinander ausgewählt werden, dass das Ergebnis der Bildung der Korrelationsfunktion zwischen dem gerade gewählten Code und dem in die eine oder mehreren angesteuerten Empfangseinheiten (14) eingestrahlten Lichtsignal bei nicht angesteuerten zugeordneten Sendeeinheiten (12) berechnet und gespeichert wird, und dass, nachdem alle Codes ausgewählt wurden, derjenige Code zum Betrieb des Lichtgitters (10) verwendet wird, der die geringste Korrelation mit dem in die eine oder mehreren angesteuerten Empfangseinheiten (14) eingestrahlten Lichtsignal bei nicht angesteuerten zugeordneten Sendeeinheiten (12) aufweist.Method for operating a light grid (10) with receiving units (14) and transmitting units (12) associated with the receiving units (14), comprising the steps of selecting one of a plurality of provided codes with which the light grid (10) is operated; driving the light grid ( 10) with the code, wherein the code indicates a correlated sequence of light pulses, which emit the transmitting units (12) as a light beam (22) when they are controlled by a control and evaluation (18), and a result of the formation of a Correlation function between the in one or more controlled receiving units (14) irradiated light signal and the code for deciding whether an object in the light grid (10) or not, is used by the control and evaluation (18), characterized in that the Selecting the code is done by automatically selecting all the codes provided one after the other to select the code n, that the result of the formation of the correlation function between the currently selected code and the light signal irradiated into the one or more addressed receiving units (14) is calculated and stored with unassigned associated transmitting units (12), and that after all the codes have been selected, the code for operating the light grid (10) is used which has the least correlation with the light signal irradiated into the one or more controlled receiving units (14) in the case of non-activated associated transmitting units (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Lichtgitter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a method for operating a light grid according to the preamble of patent claim 1 and a light grid according to the preamble of patent claim 10.

Es ist bekannt, Durchgänge durch ein Lichtgitter abzusichern, bei welchen an zwei gegenüberliegenden Seiten des Durchgangs jeweils eine Leiste vorgesehen ist, wobei die in der einen Leiste übereinander angeordneten Sendeeinheiten Lichtstrahlen aussenden, die von entsprechenden in der zweiten Leiste übereinander angeordneten Empfangseinheiten empfangen werden. Die Unterbrechung der Lichtstrahlen signalisiert den Durchtritt eines Objektes.It is known to secure passages through a light grid, in which a bar is provided on two opposite sides of the passage, the transmitting units arranged one above the other emit light beams which are received by corresponding receiving units arranged one above the other in the second bar. The interruption of the light beams signals the passage of an object.

Anwendungen sind z. B. die Zugangssicherung von automatischen Fertigungsanlagen, die Absicherung von Einfahrtsöffnungen zu Fertigungszellen, die Absicherung von Abkantpressen und Palettieranlagen, die Transporttechnik, die Förder- und Lagertechnik, die Verpackungsindustrie, der Maschinenbau und die Automobilindustrie.Applications are z. These include, for example, the safeguarding of access to automatic production facilities, the protection of access openings to production cells, the protection of pressbrakes and palletizers, transport technology, conveyor and warehouse technology, the packaging industry, mechanical engineering and the automotive industry.

Falls ein nicht zugelassenen Objekt das Lichtgitter durchtritt, wird eine Sicherheitsfunktion ausgelöst, z. B. ein Alarm ausgelöst, eine gefährdende Produktionsmaschine abgeschaltet oder dergleichen.If an unauthorized object passes the light curtain, a safety function is triggered, eg. B. triggered an alarm, shut down a hazardous production machine or the like.

Der Nachweis eines Gegenstandes im Lichtgitter beruht darauf, dass es zu einer Reduktion des Energieeintrages in eine gegebene Empfangseinheit kommt, weil der Gegenstand im Lichtstrahl die Empfangseinheit abschattet. Man führt daher eine Schaltschwelle für das Empfängersignal ein, bei deren Unterschreitung ein Schaltprozess ausgelöst wird, der anzeigt, dass ein Gegenstand in das Lichtgitter eingedrungen ist, was ggf. zum Auslösen einer Sicherheitsfunktion führt.The detection of an object in the light grid is based on the fact that there is a reduction of the energy input into a given receiving unit, because the object in the light beam shadows the receiving unit. It therefore introduces a switching threshold for the receiver signal, which falls below a switching process is triggered, indicating that an object has penetrated into the light grid, which possibly leads to the triggering of a safety function.

Naturgemäß muss in sicherheitsrelevanten Anwendungen vermieden werden, dass durch eine andere Lichtquelle ein zusätzlicher Energieeintrag in eine gegebene Empfangseinheit erfolgt, da dieser zusätzliche Energieeintrag dazu führen könnte, dass die Schaltschwelle nicht mehr unterschritten wird, obwohl sich eigentlich ein Objekt im Strahlengang befindet, das zum Auslösen der Sicherheitsfunktion führen müsste.Naturally, in safety-relevant applications it must be avoided that an additional energy input into a given receiving unit occurs through another light source, since this additional energy input could lead to the switching threshold no longer being undershot, even though an object is actually located in the beam path the safety function would have to lead.

Aus diesem Grund ist es üblich, derartige Sensoranordnungen so zu betreiben, dass jeweils nur ein Paar, bestehend aus einer Sende- und einer zugeordneten Empfangseinheit, angesteuert ist. Allerdings kommen als andere Lichtquellen nicht nur die anderen Sendeeinheiten eines gegebenen Lichtgitters in Frage, deren Einfluss durch den Einzelbetrieb der Sendeeinheiten im Lichtgitter kontrolliert werden kann, sondern auch Umgebungslicht aus jeglicher Art von Lichtquelle, wozu insbesondere auch Energieeinträge von Sendeeinheiten etwaig vorhandener weiterer Lichtgitter zu zählen sind.For this reason, it is customary to operate such sensor arrangements such that in each case only one pair, consisting of a transmitting unit and an associated receiving unit, is activated. However, as other light sources not only the other transmitting units of a given light grid in question, the influence of which can be controlled by the individual operation of the transmitting units in the light grid, but also ambient light from any type of light source, including in particular energy inputs of transmitting units any existing additional light grid to count are.

Daraus wird deutlich, dass zwischen dem Lichtstrahl, der von einer einer gegebenen Empfangseinheit zugeordneten Sendeeinheit ausgestrahlt und in die zugeordnete Empfangseinheit eingestrahlt wird und dem Lichtsignal, das in die betreffende Empfangseinheit eingestrahlt wird und den Lichtstrahl sowie weitere Beiträge, wie das Umgebungslicht, umfasst, klar zu unterscheiden ist.It is clear that between the light beam emitted by a transmitting unit associated with a given receiving unit and radiated into the associated receiving unit and the light signal, which is irradiated in the respective receiving unit and the light beam and other contributions, such as the ambient light includes, clear to distinguish.

Es ist zur Reduktion des negativen Effektes des Eintrags von Umgebungslicht auf die Funktion eines Lichtgitters z. B. aus der DE 199 26 214 A1 , bekannt, die Sendeeinheiten einen „Code” in Form einer hochkorrelierten Folge von Lichtpulsen als Lichtstrahl senden zu lassen und die Korrelation der von den Sendeeinheiten gesendeten und in die Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignale zur Feststellung, ob sich ein Gegenstand im Lichtgitter befindet, heranzuziehen. Die Korrelation zwischen Lichtsignalen, die auf Umgebungslicht beruhen, und der gesendeten Folge von Lichtpulsen wird in der Regel gering sein. Als Konsequenz kann ein in ein Empfängerelement eingestrahltes Signal, das zwar die Schaltschwelle nicht unterschreitet, dessen Korrelation mit dem gesendeten Signal aber einen kleinen Wert ergibt, als durch Umgebungslicht hervorgerufen identifiziert werden und so verhindert werden, dass trotz einer Verletzung des Überwachungsraumes die Sicherheitsfunktion passiv bleibt.It is to reduce the negative effect of the entry of ambient light on the function of a light grid z. B. from the DE 199 26 214 A1 , known to let the transmitting units send a "code" in the form of a highly correlated sequence of light pulses as a light beam and to use the correlation of the light signals sent by the transmitting units and radiated into the receiving units to determine whether an object is in the light grid. The correlation between light signals based on ambient light and the transmitted sequence of light pulses will usually be small. As a consequence, a signal radiated into a receiver element, which does not fall below the switching threshold but whose correlation with the transmitted signal gives a small value, can be identified as being caused by ambient light and thus prevented from remaining passive despite a violation of the interstitial space ,

Problematisch bleibt die Situation jedoch dann, wenn der zusätzliche Energieeintrag ebenfalls eine feste Korrelation aufweist, etwa, weil mehrere Lichtgitter gleichzeitig betrieben werden. Der Extremfall träte ein, wenn Licht von Sendeeinheiten eines ersten Lichtgitters in die Empfangseinheiten eines zweiten, baugleichen Lichtgitters, das mit dem identischen Code betrieben wird, gelangen würde. In dieser Situation würde die Auswertung der Korrelationsfunktion zwischen dem von einer Sendeeinheit des ersten Lichtgitters in eine Empfangseinheit des zweiten Lichtgitters eingestrahlten Lichtsignal und dem Code, der für die Erzeugung des Lichtstrahls des zweiten Lichtgitters verwendet wird, dieselbe oder eine sehr ähnliche Korrelation liefern wie in dem Fall, dass das in eine Empfangseinheit des zweiten Lichtgitters eingestrahlte Lichtsignal lediglich aus dem Lichtstrahl einer Sendeeinheit des zweiten Lichtgitters bestehen würde, und die Lichtquelle, aus der das Lichtsignal stammt, wäre nicht mehr identifizierbar. Die Abschattung eines Lichtstrahls des zweiten Lichtgitters durch einen in den Schutzbereich eingedrungenen Gegenstand würde also nicht mehr notwendigerweise zum Auslösen der Sicherheitsfunktion führen.However, the situation remains problematic when the additional energy input also has a fixed correlation, for example, because several light grids are operated simultaneously. The extreme case would occur if light from transmitting units of a first light grid would pass into the receiving units of a second, identically constructed light grid which is operated with the identical code. In this situation, the evaluation of the correlation function between the light signal radiated from a transmitting unit of the first light grid into a receiving unit of the second light grid and the code used for generating the light beam of the second light grid would provide the same or a very similar correlation as in FIG If the light signal irradiated into a receiving unit of the second light grid would only consist of the light beam of a transmitting unit of the second light grid, and the light source from which the light signal originated would no longer be identifiable. The shading of a light beam of the second light grid by an object penetrated into the protected area would therefore no longer necessarily lead to the triggering of the safety function.

Um dies zu verhindern, weisen Lichtgitter nach dem heutigen Stand der Technik oft die Möglichkeit auf, den Code, also die korrelierte Pulsfolge, die ihre Sendeeinheiten abstrahlen und die zur Auswertung des von den Empfangseinheiten nachgewiesenen Lichtes herangezogen wird, zu wählen. Derzeit werden die verwendeten Codes in der Regel am Betriebsort des Lichtgitters durch den Verwender mittels einer Taste am Lichtgitter oder mittels der Konfigurations- und Diagnostik-Software eingestellt, wobei er für gewöhnlich einen Code auswählen wird, der nicht von einem anderen Lichtgitter in der näheren Umgebung verwendet wird. In order to prevent this, light grids according to the current state of the art often have the option of selecting the code, that is to say the correlated pulse sequence, which emit their transmitting units and which is used to evaluate the light detected by the receiving units. Currently, the codes used are usually set at the light curtain location by the user by means of a button on the light curtain or by means of the configuration and diagnostics software, usually selecting a code that is not from another light grid in the immediate vicinity is used.

Dies führt nicht unbedingt zu einem optimalen Betriebsverhalten des Lichtgitters.This does not necessarily lead to optimal performance of the light grid.

Als weiterer Stand der Technik werden die EP 2 012 144 A1 und die US 5,218,196 A genannt, welche jeweils ein Lichtgitter und ein Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters offenbaren.As a further prior art, the EP 2 012 144 A1 and the US 5,218,196 A mentioned, each of which discloses a light grid and a method for operating a light grid.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters und ein Lichtgitter bereitzustellen, in dem eine optimierte Auswahl der von den Sendeeinheiten des Lichtgitters als Lichtstrahl ausgesendeten korrelierten Folge von Lichtpulsen erfolgt.The object of the invention is therefore to provide a method for operating a light grid and a light grid, in which an optimized selection of the emitted from the transmitting units of the light grid as a light beam correlated sequence of light pulses.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Lichtgitter mit den Merkmalen des Anspruchs 10.This object is achieved by a method for operating a light grid having the features of claim 1 and a light grid having the features of claim 10.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and modifications of the invention are specified in the respective dependent subclaims.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch einen mindestens einmal, bevorzugt bei der Initialisierung des Lichtgitters, durchgeführten Verfahrensschritt, während dessen bei nicht angesteuerten Sendeeinheiten für jeden bereitgestellten Code die Korrelation zwischen dem in mindestens eine Empfangseinheit eingestrahlten Lichtsignal und dem jeweils ausgewählten Code berechnet und gespeichert wird und anschließend der Code mit dem kleinsten berechneten Korrelationswert verwendet wird, um die Sendeeinheiten anzusteuern, sichergestellt werden kann, dass das Lichtgitter ein optimales Betriebsverhalten zeigt.The invention is based on the finding that the correlation between the light signal irradiated in at least one receiving unit and the respectively selected code is calculated by a method step carried out at least once, preferably during the initialization of the light grid, for each code provided is stored and then the code with the smallest calculated correlation value is used to drive the transmitting units, it can be ensured that the light grid shows an optimal performance.

Die Verwendung des so ausgewählten Codes bewirkt eine Reichweitenerhöhung oder eine Verkleinerung der Linsengröße aufgrund einer empfindlicheren Signalerkennung. Eine Verkleinerung der Linsengröße führt auch zu einer Reduzierung der Anzahl von Sendeelementen beziehungsweise Empfangselementen pro Streckeneinheit.The use of the code so selected causes a range increase or a reduction in lens size due to more sensitive signal detection. A reduction of the lens size also leads to a reduction in the number of transmitting elements or receiving elements per track unit.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Lichtgitters mit Sendeeinheiten und Empfangseinheiten umfasst die Schritte Auswählen eines von mehreren bereitgestellten Codes, mit dem das Lichtgitter betrieben wird, Ansteuern des Lichtgitters mit dem ausgewählten Code, wobei der Code eine korrelierte Folge von Lichtpulsen angibt, die die Sendeeinheiten als Lichtstrahl abgeben, wenn sie von einer Steuer- und Auswerteelektronik angesteuert werden, und wobei ein Ergebnis der Bildung einer Korrelationsfunktion zwischen einem in eine oder mehrere angesteuerte Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignal und dem Code zur Entscheidung, ob sich ein Gegenstand im Lichtgitter befindet oder nicht, durch die Steuer- und Auswerteelektronik herangezogen wird, wobei erfindungsgemäß das Auswählen des Codes dadurch erfolgt, dass zum Auswählen des Codes automatisiert alle bereitgestellten Codes nacheinander ausgewählt werden, das Ergebnis der Bildung der Korrelationsfunktion zwischen dem gerade gewählten Code und dem in eine oder mehrere angesteuerte Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignal bei nicht angesteuerten Sendeeinheiten berechnet und gespeichert wird und, nachdem alle Codes ausgewählt und die jeweilige Korrelationsfunktionen gebildet wurden, derjenige Code zum weiteren Betrieb des Lichtgitters verwendet wird, dessen gespeichertes Ergebnis der Bildung der Korrelationsfunktion die geringste Korrelation mit dem in die eine oder mehreren angesteuerten Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignal bei nicht angesteuerten zugeordneten Sendeeinheiten aufweist.The method according to the invention for operating a light grid with transmitting units and receiving units comprises the steps of selecting one of a plurality of provided codes with which the light grid is operated, activating the light grid with the selected code, the code indicating a correlated sequence of light pulses representing the transmitting units as Emit light beam when they are driven by a control and evaluation electronics, and wherein a result of the formation of a correlation function between a radiated in one or more driven receiving units light signal and the code for deciding whether an object is in the light grid or not, by the Control and evaluation electronics is used, according to the invention, the selection of the code is effected in that for selecting the code automatically all provided codes are sequentially selected, the result of the formation of the correlation function between the straight e selected code and the irradiated in one or more controlled receiving units light signal is calculated and stored at non-controlled transmission units and, after all codes have been selected and the respective correlation functions were formed, that code is used for further operation of the light grid, the stored result of the formation of Correlation function has the least correlation with the radiated in the one or more controlled receiving units light signal at non-driven associated transmitting units.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Schritt des Auswählens des Codes während der Inbetriebnahme des Lichtgitters und/oder während des laufenden Betriebs des Lichtgitters und/oder während dafür vorgesehener kurzer Pausen im Betrieb des Lichtgitters durchgeführt wird. Dadurch wird es möglich, sicherzustellen, dass man das Lichtgitter auch in solchen Fällen mit einem Code betreibt, der zu einem optimalen Signal-Rausch-Verhältnis führt, in denen sich die Zusammensetzung des Lichtsignals während des Betriebes des Lichtgitters ändern kann, etwa in Abhängigkeit davon, ob ein zweites, mit korrelierten Folgen von Lichtpulsen betriebenes Lichtgitter gerade betrieben wird oder nicht.It has proved to be advantageous that the step of selecting the code during the commissioning of the light grid and / or during ongoing operation of the light grid and / or during intended short pauses in the operation of the light grid is performed. This makes it possible to ensure that the light grid is operated even in such cases with a code that leads to an optimal signal-to-noise ratio in which the composition of the light signal during operation of the light grid can change, depending on it whether a second light grid operated with correlated sequences of light pulses is being operated or not.

Besonders günstig ist es dabei, wenn das Auswählen des Codes während des Betriebs des Lichtgitters wiederholt wird, und die für den Betrieb des Lichtgitters getroffene Auswahl des Codes aktualisiert wird, wenn ein anderer Code eine niedrigere Korrelation mit dem in die eine oder mehreren angesteuerten Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignal bei nicht angesteuerten zugeordneten Sendeeinheiten aufweist, so dass das Lichtgitter stets mit dem optimalen Code arbeitet.It is particularly advantageous if the selection of the code is repeated during the operation of the light grid, and the selection of the code made for the operation of the light grid is updated if another code has a lower correlation with the radiated into the one or more controlled receiving units Light signal at uncontrolled assigned transmitting units, so that the light grid always works with the optimal code.

Um ein möglichst gutes Signal-Rausch-Verhältnis erreichen zu können ist es wichtig, die Codes, die man zur Benutzung bereitstellt, geeignet zu wählen. Vorzugsweise verwendet man als Kriterium dafür, ob eine Auswahl von Codes geeignet ist, dass die bereitgestellten Codes so gewählt sind, dass die zwischen zwei unterschiedlichen Codes berechnete Korrelationsfunktion, die auch als Kreuzkorrelation bekannt ist, stets unter einem Schwellwert liegt und die zwischen zwei gleichen Codes berechnete Korrelationsfunktion, die auch als Autokorrelation bekannt ist, stets über diesem Schwellwert liegt. In order to achieve the best possible signal-to-noise ratio, it is important to choose the codes that you are willing to use. Preferably, a criterion for whether a selection of codes is suitable is that the codes provided are chosen such that the correlation function calculated between two different codes, which is also known as cross-correlation, is always below a threshold value and that between two identical codes calculated correlation function, which is also known as autocorrelation, always above this threshold.

Für die für sicherheitsrelevante Zwecke eingesetzten Lichtgitter ist es essentiell, dass stets die korrekte Funktion des Lichtgitters überwacht wird. Dazu ist es vorteilhaft, zusätzlich im Verfahren zyklisch Sendeeinheiten mit einem Code anzusteuern und zu verifizieren, dass das Ergebnis der Korrelationsfunktion zwischen dem in eine der angesteuerten Sendeeinheit zugeordnete Empfangseinheit eingestrahlten Lichtsignal und dem Code über dem Schwellwert liegt. Die Erkennung der Pulsfolge muss innerhalb einer gewissen Zeitspanne erfolgen.For the light grids used for safety-relevant purposes, it is essential that the correct function of the light grid is always monitored. For this purpose, it is advantageous additionally to cyclically control transmission units with a code in the method and to verify that the result of the correlation function between the light signal irradiated into one of the controlled transmission unit and the code is above the threshold value. The detection of the pulse sequence must take place within a certain period of time.

Vorteilhafterweise unterscheiden sich die durch die bereitgestellten Codes angegebenen Folgen von Lichtpulsen durch eine Pulsbreite der einzelnen Lichtpulse und eine Pulspausenbreite zwischen den einzelnen Lichtpulsen. Insbesondere haben sich Pulsbreiten der einzelnen Lichtpulse zwischen 200 ns und 5 μs, Pulslängen der gesamten Pulsfolge zwischen 12.6 μs und 254 μs und eine Anzahl von zwischen 63 und 127 Pulsen pro Pulsfolge als besonders geeignet erwiesen.Advantageously, the sequences of light pulses indicated by the codes differ by a pulse width of the individual light pulses and a pulse pause width between the individual light pulses. In particular, pulse widths of the individual light pulses between 200 ns and 5 .mu.s, pulse lengths of the entire pulse sequence between 12.6 .mu.s and 254 .mu.s and a number of between 63 and 127 pulses per pulse sequence have proven particularly suitable.

Das erfindungsgemäße Lichtgitter umfasst eine erste Reihe von Sendeeinheiten und/oder Empfangseinheiten, eine in einem Abstand gegenüber der Reihe benachbarter Sendeeinheiten angeordnete zweite Reihe von Empfangseinheiten und/oder Sendeeinheiten, eine Steuer- und Auswerteelektronik, die Sendeeinheitenansteuerungsmittel und Empfangseinheitenansteuerungsmittel zur Ansteuerung der Sende- und Empfangseinheiten, Auswertemittel zur Auswertung der in die Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignale und zur Prüfung, ob die in eine Empfangseinheit eingestrahlte Lichtenergie eine Schaltschwelle überschreitet, und Mittel zum Auslösen einer Sicherheitsfunktion, wenn dies nicht der Fall ist, aufweist, wobei die Steuer- und Auswerteelektronik zusätzlich Codesatzspeichermittel zum Speichern eines Satzes von Codes, Codesteuermittel zur Ansteuerung der Sendeeinheiten mit einem ausgewählten dieser Codes, Korrelationsberechnungsmittel zur Berechnung der Korrelationsfunktion zwischen einem ausgewählten gespeicherten Code und dem in eine oder mehrere angesteuerte Empfangseinheiten eingestrahlten Lichtsignal, Ergebnisspeichermittel zum Speichern der berechneten Korrelationswerte und Codeauswahlmittel zum Vergleich der berechneten Korrelationswerte miteinander und zur Auswahl eines Codes basierend auf den Ergebnissen dieses Vergleichs aufweist.The light grid according to the invention comprises a first row of transmitting units and / or receiving units, a second row of receiving units and / or transmitting units arranged at a distance from the row of adjacent transmitting units, control and evaluation electronics, transmitting unit driving means and receiving unit driving means for controlling the transmitting and receiving units , Evaluation means for evaluating the irradiated in the receiving units light signals and to check whether the light energy radiated into a receiving unit exceeds a switching threshold, and means for triggering a safety function, if this is not the case, wherein the control and evaluation electronics additionally code set storage means for Storing a set of codes, code control means for driving the transmitting units with a selected one of these codes, correlation calculating means for calculating the correlation function between a selected one Having stored stored code and the light signal irradiated in one or more driven receiving units, the result storage means for storing the calculated correlation values and code selection means for comparing the calculated correlation values with each other and selecting a code based on the results of this comparison.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

Es zeigtIt shows

1: ein Lichtgitter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung 1 A light curtain according to an embodiment of the invention

1 zeigt ein Lichtgitter 10, umfassend eine erste Reihe von Sendeeinheiten 12 und eine in einem Abstand gegenüber der Reihe von Sendeeinheiten 12 angeordnete zweite Reihe von Empfangseinheiten 14 und eine Steuer- und Auswerteelektronik 18 sowie einen Lichtstrahl 22, der von einer der Sendeeinheiten 12 ausgestrahlt und in eine der Empfangseinheiten 14, die der Sendeeinheit 12 gegenüberliegt und dieser zugeordnet ist, eingestrahlt wird. Das Lichtsignal, das in die Empfangseinheit eingestrahlt und von dieser nachgewiesen wird, umfasst einen Beitrag des Lichtstrahles 22, aber auch weitere Beiträge, beispielsweise des Umgebungslichts. 1 shows a light grid 10 comprising a first series of transmitting units 12 and one at a distance from the row of transmitting units 12 arranged second row of receiving units 14 and a control and evaluation electronics 18 and a ray of light 22 from one of the sending units 12 broadcasted and in one of the receiving units 14 , the sender unit 12 is opposite and this is assigned, is irradiated. The light signal which is radiated into and detected by the receiving unit comprises a contribution of the light beam 22 , but also other contributions, such as the ambient light.

Die Steuer- und Auswerteelektronik weist als Bestandteile insbesondere Sendeeinheitenansteuerungsmittel AS zur Ansteuerung der Sendeeinheiten 12 und Empfangseinheitenansteuerungsmittel AE zur Ansteuerung der Empfangseinheiten 14, Auswertemittel AUS zur Auswertung des in die Empfangseinheiten 14 eingestrahlten Lichtsignals und zur Prüfung, ob die in eine Empfangseinheit 14 eingestrahlte Lichtenergie eine Schaltschwelle überschreitet sowie zum Auslösen einer Sicherheitsfunktion, Codesatzspeichermittel CS zum Speichern eines Satzes von Codes, Codesteuermittel SC zur Ansteuerung der Sendeeinheiten mit einem ausgewählten dieser Codes, Korrelationsberechnungsmittel KF zur Berechnung der Korrelationsfunktion zwischen einem ausgewählten gespeicherten Code und dem in eine oder mehrere angesteuerte Empfangseinheiten 14 eingestrahlten Licht, Ergebnisspeichermittel ES zum Speichern der berechneten Korrelationswerte und Codeauswahlmittel CAE zum Vergleich der berechneten Korrelationswerte miteinander und zur Auswahl eines Codes basierend auf den Ergebnissen dieses Vergleichs oder eines nächsten Codes aus den in den Codesatzspeichermitteln CS zum Speichern eines Satzes von Codes gespeicherten Codes auf.The control and evaluation has as components in particular transmission unit drive means AS for controlling the transmission units 12 and receiving unit driving means AE for driving the receiving units 14 , Evaluation means OFF for evaluation of the in the receiving units 14 irradiated light signal and to check whether the in a receiving unit 14 radiated light energy exceeds a switching threshold and for triggering a security function, code set storage means CS for storing a set of codes, code control means SC for controlling the transmitting units with a selected one of these codes, correlation calculating means KF for calculating the correlation function between a selected stored code and in one or more controlled receiver units 14 irradiated light, result storage means ES for storing the calculated correlation values and code selection means CAE for comparing the calculated correlation values with each other and selecting a code based on the results of this comparison or a next code from the codes stored in the code set storage means CS for storing a set of codes.

Bei allen vorstehend aufgezählten Mitteln wird es sich in der Regel um Funktionsblöcke einer Schaltung oder Kombinationen von Funktionsblöcken einer Schaltung handeln. Insbesondere können beispielsweise die Codeauswahlmittel CAE, die zur Auswahl eines Codes nach zwei unterschiedlichen Kriterien dienen, auch in zwei Funktionsblöcke unterteilt ausgeführt sein oder die einzelnen Funktionen der Auswertemittel in mehrere Funktionsblöcke unterteilt realisiert werden.All of the above listed means will typically be functional blocks of a circuit or combinations of functional blocks of a circuit. In particular, for example, the code selection means CAE, which can be used to select a code according to two different Criteria serve to be executed also divided into two functional blocks or the individual functions of the evaluation are divided into several functional blocks realized.

Zum Betrieb des so ausgestalteten Lichtgitters wird in der Regel zunächst eine Synchronisation der Sendeeinheiten 12 und Empfangseinheiten 14 durchgeführt. Dies geschieht mit Hilfe einer bestimmten, nur für die Synchronisation reservierten Pulsfolge.For the operation of the light grid designed in this way, a synchronization of the transmitting units is usually first 12 and receiving units 14 carried out. This is done with the help of a specific, reserved for synchronization pulse train.

Anschließend erfolgt die automatisierte Auswahl des Codes, mit dem das Lichtgitter 10 betrieben wird. Bei den Codes handelt es sich um Informationen, die mit Hilfe der Codesteuermittel SC und der Sendeeinheitenansteuerungsmittel AS in eine orthogonale oder näherungsweise orthogonale Folge von Lichtpulsen, die von den angesteuerten Sendeeinheiten 12 als Lichtstrahl 22 abgegeben werden, umgesetzt werden können. Ein gegebener Code entspricht also einer orthogonalen oder näherungsweise orthogonalen Folge von Lichtpulsen.This is followed by the automated selection of the code with which the light grid 10 is operated. The codes are information obtained by means of the code control means SC and the transmission unit drive means AS in an orthogonal or approximately orthogonal sequence of light pulses emitted by the controlled transmission units 12 as a ray of light 22 can be implemented. A given code thus corresponds to an orthogonal or approximately orthogonal sequence of light pulses.

Zur automatisierten Auswahl der Codes wird durch die Codeauswahlmittel CAE in den Codesatzspeichermitteln CS ein erster der in den Codesatzspeichermitteln CS gespeicherten Codes ausgewählt. Dieser Code wird als erstes Eingangssignal an die Korrelationsberechnungsmittel KF weitergeleitet. Das zweite Eingangssignal entsteht dadurch, dass durch die Empfangseinheitenansteuerungsmittel AE eine oder mehrere Empfangseinheiten 14 angesteuert werden. Die angesteuerten Empfangseinheiten 14 empfangen ein Lichtsignal, das mit Hilfe der Mittel zur Auswertung der in die Empfangseinheiten 14 eingestrahlten Lichtsignale ausgewertet und als zweites Eingangssignal an die Korrelationsberechnungsmittel KF weitergeleitet. Dabei wird das zweite Eingangssignal erzeugt, während die Sendeeinheiten 12 des Lichtgitters 10 nicht angesteuert werden, das Lichtsignal enthält also keinen Beitrag von Lichtstrahlen 22. Das Ergebnis der Korrelation beider Eingangssignale durch die Korrelationsberechnungsmittel KF für den ersten Code wird dann in den Ergebnisspeichermitteln ES gespeichert.For automated selection of the codes, the code selection means CAE in the code set storage means CS selects a first of the codes stored in the code set storage means CS. This code is forwarded as first input signal to the correlation calculation means KF. The second input signal is produced by the fact that the receiving unit drive means AE one or more receiving units 14 be controlled. The controlled receiving units 14 receive a light signal, which by means of the means for evaluation in the receiving units 14 irradiated light signals evaluated and forwarded as a second input signal to the correlation calculation means KF. In this case, the second input signal is generated while the transmitting units 12 of the light grid 10 can not be controlled, so the light signal contains no contribution of light rays 22 , The result of the correlation of both input signals by the correlation calculating means KF for the first code is then stored in the result storage means ES.

Solange noch nicht für alle bereitgestellten Codes Korrelationswerte mit dem Lichtsignal in den Ergebnisspeichermitteln ES gespeichert sind, wird durch die Codeauswahlmittel CAE der nächste der in den Codesatzspeichermitteln CS bereitgestellten Codes ausgewählt, die vorstehend für den ersten Code ausführlich beschriebene Berechnung einer Korrelation mit dem Lichtsignal für den neu ausgewählten Code durchgeführt und der erhaltene Korrelationswert in den Ergebnisspeichermitteln ES gespeichert.As long as correlation values with the light signal have not yet been stored in the result storage means ES for all codes provided, the code selection means CAE selects the next of the codes provided in the code set storage means CS, the calculation of a correlation with the light signal described in detail above for the first code newly selected code is performed and stored the correlation value obtained in the result storage means ES.

Wenn für alle bereitgestellten Codes Korrelationswerte mit dem Lichtsignal in den Ergebnisspeichermitteln ES gespeichert sind, wird durch die Codeauswahlmittel CAE durch Vergleich der in den Ergebnisspeichermitteln ES zum Speichern berechneter Korrelationswerte gespeicherten Korrelationswerte derjenige Code bestimmt, der den geringsten Korrelationswert aufweist. Dieser Wert wird dann an die Codesteuermittel SC übergeben und von diesen dazu verwendet, mit Hilfe der Sendeeinheitenansteuerungsmittel AS diese zu veranlassen, wenn sie angesteuert werden, eine dem Code entsprechende Folge korrelierter Lichtpulse als Lichtstrahl 22 auszusenden.If correlation values with the light signal are stored in the result storage means ES for all provided codes, the code which has the lowest correlation value is determined by the code selection means CAE by comparison of the correlation values stored in the result storage means ES for storing calculated correlation values. This value is then passed to the code control means SC and used by them to cause, with the aid of the transmitting unit driving means AS, when driven, a sequence of correlated light pulses corresponding to the code as a light beam 22 send out.

Mit diesem automatisch bestimmten Code erfolgt dann der übliche Betrieb eines Lichtgitters. Da bei diesem Betrieb meist zu einem gegebenen Zeitpunkt nur einzelne Paare von einander zugeordneten Sendeeinheiten 12 und Empfangseinheiten 14 verwendet werden, ist es auch denkbar, während des laufenden Betriebes mit Hilfe von gerade nicht paarweise mit einer Sendeeinheit 12 angesteuerten Empfangseinheiten 14, für die insbesondere ein signifikanter Beitrag des Lichtstrahles 22 der gerade angesteuerten Sendeeinheit 12 zum Lichtsignal ausgeschlossen ist, Korrelationen zwischen den bereitgestellten Codes und dem Lichtsignal, das weitgehend durch Umgebungslicht bestimmt ist, die für gegebene Codes gespeicherten Korrelationswerte periodisch oder kontinuierlich aufzufrischen. Sollte dabei ein anderer Code zu einem geringeren Korrelationswert als dem des gerade verwendeten Codes führen, wird dieser an die Codesteuermittel SC übergeben und von diesen dazu verwendet, mit Hilfe der Sendeeinheitenansteuerungsmittel AS die Sendeeinheiten 12 zu veranlassen, wenn sie angesteuert werden eine dem Code entsprechende orthogonale oder näherungsweise orthogonale Folge von Lichtpulsen als Lichtstrahl 22 auszusenden. Mit anderen Worten wird dann das Lichtgitter mit einem anderen Code betrieben, so dass während des Betriebs der Code nachoptimiert bzw. an modifizierte Umgebungsbedingungen angepasst wurde.With this automatically determined code then the usual operation of a light grid. Since in this operation usually at a given time only individual pairs of mutually associated transmission units 12 and receiving units 14 be used, it is also conceivable, during operation with the help of just not in pairs with a transmitting unit 12 controlled receiving units 14 , for which in particular a significant contribution of the light beam 22 the currently controlled transmission unit 12 to the light signal, correlations between the provided codes and the light signal, which is largely determined by ambient light, periodically or continuously refresh the correlation values stored for given codes. If another code results in a lower correlation value than that of the code currently being used, this code is transferred to the code control means SC and used by the latter, with the aid of the transmission unit control means AS, the transmission units 12 when driven, cause an orthogonal or approximately orthogonal sequence of light pulses corresponding to the code as a light beam 22 send out. In other words, the light grid is then operated with a different code, so that during operation the code has been re-optimized or adapted to modified environmental conditions.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Lichtgitterlight Curtain
1212: Sendeeinheittransmission unit
1414: Empfangseinheitreceiver unit
1818: Steuer- und AuswerteelektronikControl and evaluation electronics
2222: Lichtsignallight signal
ASAS: SendeeinheitenansteuerungsmittelTransmission unit control means
ESIT: ErgebnisspeichermittelResult storing means
AEAE: EmpfangseinheitenansteuerungsmittelReceiver unit targeting agents
AUSOUT: Auswertemittelevaluation
SCSC: CodesteuermittelCode control means
CSCS: CodesatzspeichermittelCode set storage means
CAECAE: CodeauswahlmittelCode selection means
KFKF: KorrelationsberechnungsmittelCorrelation calculation means

Claims

Method for operating a light grid ( 10 ) with receiving units ( 14 ) and the receiving units ( 14 ) associated with transmission units ( 12 ), comprising the steps of selecting one of a plurality of provided codes with which the light grid ( 10 ) - driving the light grid ( 10 ) with the code, the code indicating a correlated sequence of light pulses representing the transmitting units ( 12 ) as a light beam ( 22 ), if they are controlled by control and evaluation electronics ( 18 ), and wherein a result of the formation of a correlation function between the one or more controlled receiving units ( 14 ) radiated light signal and the code for deciding whether an object in the light grid ( 10 ) or not, by the control and evaluation electronics ( 18 ), characterized in that the selection of the code is carried out by automatically selecting all the codes provided sequentially for selecting the code, that the result of the formation of the correlation function between the currently selected code and the one or more addressed receiving units ( 14 ) radiated light signal at non-driven associated transmission units ( 12 ) and that, after all the codes have been selected, the code for operating the light grid ( 10 ), which has the least correlation with the one or more receiving units ( 14 ) radiated light signal at non-driven associated transmission units ( 12 ) having.

A method according to claim 1, characterized in that the step of selecting the code during start-up of the light grid ( 10 ) and / or during operation of the light grid ( 10 ) and / or during short breaks during operation of the light grid ( 10 ) is carried out.

A method according to claim 2, characterized in that the selection of the code (during the operation of the light curtain 10 ) and for the operation of the light grid ( 10 ) selection of the code is updated if another code has a lower correlation with the selected one or more receiving units ( 14 ) radiated light signal at non-driven associated transmission units ( 12 ) having.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the codes provided are selected such that the correlation function calculated between two different codes is always below a threshold value and the correlation function calculated between two identical codes is always above this threshold value.

A method according to claim 4, characterized in that in the method additionally cyclically transmitting units ( 12 ) is controlled with one of the codes and verified that the result of the correlation function between the in one of the controlled transmitting unit ( 12 ) associated receiving unit ( 14 ) radiated light signal and the code is above the threshold.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sequences of light pulses indicated by the codes provided differ by a pulse width of the individual light pulses and a pulse pause width between the individual light pulses.

A method according to claim 6, characterized in that the pulse width of the individual light pulses is between 200 ns and 5 microseconds.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that the length of the entire pulse sequence is between 12.6 μs and 254 μs.

A method according to claim 6 or 7, characterized in that the number of light pulses per pulse sequence is between 63 and 127.

Light grid ( 10 ), comprising a first series of transmitting units ( 12 ) and / or receiving units ( 14 ), a second row of transmitting units arranged at a distance from the first row ( 12 ) of the first row associated receiving units ( 14 ) and / or receiving units ( 14 ) transmission units assigned to the first row ( 12 ), a control and evaluation electronics ( 18 ) which at least transmission unit drive means (AS) for controlling the transmission units ( 12 ) and receiving unit drive means (AE) for controlling the receiving units ( 14 ) and evaluation means (AUS) for evaluation in the receiving units ( 14 ) radiated signal and to check whether in a receiving unit ( 14 ) irradiated light energy exceeds a switching threshold, characterized in that the control and evaluation electronics ( 18 in addition, code set storage means (CS) for storing a set of codes, code control means (SC) for driving the sending units with a selected one of these codes, correlation calculating means (KF) for calculating the correlation function between a selected stored code and the one in one or several controlled receiving units ( 14 ), result storage means (ES) for storing the calculated correlation values and code selection means (CAE) for comparing the calculated correlation values with each other and selecting a code based on the results of that comparison or a next code from the set of codes stored in the code set storage means (CS) Codes has.